TiC-TiB2复合相钛基稀土激光熔覆层组织与性能

采用通快同轴送粉4002光纤激光器,在TC4表面熔覆制备了不同含量Y2O3的TC4+Ni45+Co-WC+Y2O3钛基复合耐磨涂层。采用XRD、SEM、EDS、EPMA测试研究了涂层微观组织,利用显微硬度计、摩擦磨损实验机和白光轮廓仪分析评价了涂层的显微硬度和摩擦学性能。结果表明,涂层生成相不随Y2O3含量变化而改变,主要包括Ti2Ni、TiC、TiB2以及α-Ti;未添加Y2O3涂层,生成相尺寸粗大,方向性明显;随着Y2O3的加入,涂层组织逐步细化,生成相方向性减弱;当Y2O3为3wt%时,涂层析出相以颗粒和短棒状相为主,合成了大量TiC-TiB2依附生长复合相,经二维点阵错配度计算,TiB2(0001)与TiC(111)错配度δ为0.912%,TiC与TiB2形成了共格界面,可有效增加涂层组织分布均匀性;Y2O3含量为0wt%、1wt%和3wt%时,涂层显微硬度逐渐减小,磨损体积先增大后减小,摩擦系数逐渐降低;在TiC-TiB2复合相的作用下,3wt%Y2O3涂层的耐磨、减摩性最优,涂层磨损机理为磨粒磨损。

挤压速度对搅拌摩擦反挤压法制备Cu-5%Ti_(2)SnC复合丝材性能的影响

对粉末冶金法制备的含5%(体积分数)Ti_(2)Sn CMAX相的初始复合材料进行搅拌摩擦反挤压(FSBE)处理,研究FSBE工艺的轴向横移速度对Cu-Ti_(2)Sn C复合线材显微组织、力学性能、电学性能和磨损性能的影响。结果表明,随着挤压速度的增加,显微组织中孪晶增多,Ti_(2)SnC颗粒细化,MAX相和Cu基体之间的界面结合改善。当转速为600r/min,轴向横移速度为25mm/min时,Cu-Ti_(2)SnC复合线材具有最大的硬度、屈服强度和极限抗拉强度,分别为HV 132.7、278.34MPa和485.15MPa,这是其更强的界面结合和更细的MAX相导致的。此外,当转速为600 r/min,轴向横移速度为25 mm/min时,Cu-Ti_(2)SnC复合丝的电导率最高,达到89.21%(IACS),磨损率最低,为0.0015 mg/m,这是其更大的晶粒尺寸、更强的界面结合与更低的密度导致的。

绝热燃烧温度对TiC-TiB_2复合陶瓷物相及组织的影响

以B4C粉、Ti粉、CrO3粉以及Al粉为原料,采用超重力下自挤压辅助燃烧合成技术,以快速凝固方式制备出不同绝热燃烧温度的TiC-TiB2复合陶瓷。XRD、FESEM与EDS结果表明,TiC-TiB2复合陶瓷基体主要由片状的TiB2晶粒构成,同时在TiB2基体间还分布着少量不规则的TiC,(Ti,Cr,Al)C1-x及Al2O3残余夹杂物。随着绝热燃烧温度的升高,Al2O3的含量先减少后增加,(Ti,Cr,Al)C1-x的含量逐渐增加,TiB2与TiC的含量基本不变。

软相尺寸对反贝壳复合材料压缩性能的影响

文章采用一步球磨结合真空热压工艺制备了由Al_(2)O_(3)/Al纳米复合材料(硬相)和纯铝(软相)构成的反贝壳结构复合材料,研究了软相尺寸(从微米级到亚微米级)对复合材料压缩性能的影响,并对其变形失效机制进行了分析。结果表明:在保持高失效应变的前提下,抗压强度随软相尺寸的减小而逐渐提高,尤其是从微米级减小到亚微米级时,抗压强度达到494 MPa,比微米级时至少提高60%;当软相尺寸为微米级时,复合材料中的裂纹萌生于软硬相界面处,并沿着界面-硬相-软相扩展,最终形成沿着与加载方向呈45°的宏观主裂纹。同时,软相可有效阻挡二次裂纹的扩展,当软相尺寸减小到亚微米级别时,裂纹萌生于软相变形带附近并沿着变形带-硬相扩展,逐渐演变成与加载方向呈±45°的均匀分散于整个复合材料的微裂纹,即软相尺寸从微米级减小到亚微米级时,增韧机制由软相对裂纹的阻挡转变为微裂纹的增殖和均匀分散。该研究结果为制备高强韧铝基复合材料提供重要参考价值。

无机-有机复合材料沸石@聚丙烯酰胺的制备及对Pb^(2+)的吸附研究

重金属污染会引起严峻的环境问题。因此,必须对重金属离子进行测定,但由于重金属离子的含量低并受基体效应影响,检测前需要先将其分离富集。利用一锅法制备沸石@聚丙烯酰胺复合材料,将其作为分离富集材料,结合火焰原子吸收光谱仪,研究对Pb^(2+)的吸附性能。为了得到最佳的吸附性能,对制备条件中的沸石用量进行了优化,并对优化后的复合材料进行了扫描电镜、热重分析和比表面积表征。利用单一变量法,对固相萃取条件中的溶液pH值和振荡时间进行了优化。研究了复合材料在吸附Pb^(2+)过程中的动力学模型、等温线模型和热力学参数。结果表明:在沸石用量为333 mg/g,溶液pH值为5和振荡时间为80 min时,复合材料的吸附效率最佳;沸石@聚丙烯酰胺复合材料吸附Pb^(2+)的过程符合二级动力学和Freundlich模型,且在298.15 K时,热力学参数ΔH=15614.18 J/mol、ΔS=65.2 J/(mol·K)、ΔG=-1878.059 J/mol,是一个吸热且熵增的自发过程;此外,复合材料经过连续三次吸附和解吸实验,对Pb^(2+)的吸附量基本不变,且解吸率保持在89.7%以上,说明沸石@聚丙烯酰胺复合材料具有较好的再生性能。

Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合异质结的制备及催化性能

g-C_(3)N_(4)是一种典型的聚合物半导体,具有优异的热稳定性、化学稳定性,颇具催化应用前景。采用水热法制备了Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)异质结复合材料,通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis、FS等手段对样品的组成、形貌、结构和性能进行了表征分析,并模拟了可见光条件下,以甲基橙为降解对象时复合材料的催化性能。结果表明,复合催化剂的异质结结构显著提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能:光照3 h时,Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料(Bi_(2)S_(3)质量分数达到50%)对甲基橙的降解率达到了97.4%,远超Bi_(2)S_(3)的8.9%与g-C_(3)N_(4)的38.6%。对Bi_(2)S_(3)/g-C_(3)N_(4)催化机理进行了研究:Bi_(2)S_(3)的加入拓宽了g-C_(3)N_(4)的光吸收范围,与g-C_(3)N_(4)的异质结结构使光生电子-空穴对的分离效率得到了进一步提高,并延长了光生载流子的寿命,进而提高了g-C_(3)N_(4)的光催化性能。

TiC-TiB_(2)复合变质剂对A356铝合金组织与性能的影响

研究了在添加Ti当量为0.01 wt%条件下,不同xTiC-(1-x)TiB_(2)(x=0,0.25,0.5,0.75,1)配比对A356铝合金微观组织与力学性能的影响规律。结果表明,添加复合变质剂后,A356铝合金组织中的菊花状、板条状共晶Si晶粒逐渐变为球形和等轴形,粗大蔷薇状的α-Al晶粒明显细化为细小的椭圆状。随着x增加,合金组织先明显细化后略有长大,抗拉强度和维氏硬度均先增加后逐渐降低。当x=0.25时,复合变质剂对A356铝合金晶粒细化效果达到最佳,力学性能最优,其抗拉强度为222 MPa,维氏硬度为93.8 HV,相较于未添加变质剂的A356铝合金分别提升了18.09%、46.40%。

TiC-TiB_2复合材料的研究进展

TiC-TiB_2复合陶瓷具有熔点高、硬度大、耐磨耐蚀、导电性好等优点,是目前正在开发并有广泛应用前景的新型复相陶瓷材料。简要综述了TiC-TiB_2复合材料的各种制备技术、组织、性能、机理等方面的研究现状,概述了它的主要应用价值以及将来的研究发展趋势。

Al对反应火焰喷涂TiC-TiB_2复相陶瓷涂层的影响

通过静态燃烧合成试验,确定以Ti-B4C-C+5wt％Al为喷涂反应体系,利用反应火焰喷涂技术在金属表面制备Ti(C0.7,No．3)-TiB2-Al2O3复相陶瓷涂层．研究发现,涂层为复相非均质层状亚稳结构,由TiC0.7N0．3、TiB2、Al2O3和钛的氧化物相及气孔组成．涂层组织可分为三类: TiB2尺度在微-纳米级呈团簇状分布的Ti(C0.7, No．3)-TiB2共晶体组织; Ti(C0．7,No．3)呈块状颗粒、尺寸1-2μm、其间分布着针状或长条状TiB2的组织;黑色不规则气孔．三类组织的形成原因与不加Al时基本相同,但Al的加入使喷涂体系的反应速率提高,并使涂层陶瓷相增多,组织细化,气孔率下降,显微硬度提高．

氩弧熔覆原位合成TiC-TiB_2复合抗氧化涂层

为了提高石墨电极的高温抗氧化性能,以钛粉和B4C粉为原料,采用氩弧熔覆技术在石墨电极表面原位反应合成TiC-TiB_2复合涂层.利用X射线衍射分析、蔡司电子显微镜和扫描电子显微镜对涂层的组织形貌和物相组成进行了分析,利用间歇法测试了TiC-TiB_2复合涂层的高温抗氧化性能.结果表明,熔覆层由花瓣状的TiC颗粒和棒状的TiB_2颗粒组成,熔覆层与石墨基体热匹配性好,表面无裂纹和气孔等缺陷,且熔覆层具有良好的抗高温氧化性能,1300℃高温氧化6h,氧化增重率为0.546mg/mm^2·h^(-1).

SHS反应喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层的热力学分析与实验

基于SHS反应火焰喷涂技术,在钢基表面制备了TiC-TiB2复相陶瓷涂层.通过对SHS火焰喷涂陶瓷涂层反应体系的设计和其热力学计算,给出了SHS反应火焰喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层的最佳配系.研究得出,当Ti,B4C和C组成的反应体系按14:3:5摩尔比配制时,SHS反应易实现点火,反应绝热温度高,反应速度快,反应产物为TiC0.7N0 3与TiB2二相构成的共晶体,但其特有的共晶层状结构不明显,为交叉复相结构,陶瓷涂层较致密,机械性能较好,陶瓷与钢基体的结合强度可达27.5 MPa,显微硬度HV达15 270 MPa,耐磨性良好.

TiC-TiB_2/Cu复合材料的自蔓延高温合成研究

采用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB_2/Cu复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能。结果表明,TiC-TiB_2/Cu复合材料中只有TiC、TiB_2和Cu相存在;随着Cu含量的增加,燃烧温度下降,材料的颗粒尺寸变小;TiC-TiB_2/Cu复合材料的相对密度、抗弯强度和断裂韧性均随Cu含量的增加呈先增后减趋势,当Cu含量为20％时强度最高为580MPa,Cu含量为40％时韧性最高为8.1MPa·m^(1/2)。

TiC-TiB_2复合陶瓷制备的研究进展

通过介绍国内外TiC-TiB2复合陶瓷的制备方法、显微结构与合成机理,并结合超重力下燃烧合成TiC-TiB2复合陶瓷的显微结构与合成机理,探讨了各种制备方法的特点及对TiC-TiB2复合陶瓷致密化的影响,并指出自蔓延高温合成因其成本低,现已成为制备该类复合陶瓷主要的、最具前景的关键技术,同时为促进陶瓷致密、细化组织并提高组织均匀性,该材料的发展方向应着重于采用自蔓延高温合成制备TiC-TiB2共晶系陶瓷。

自蔓延反应火焰喷涂TiC-TiB_2复相陶瓷涂层的水淬熄试验

用水淬熄法研究了Ti-B4C-C系自蔓延高温合成(SHS)反应火焰喷涂TiC-TiB2复相陶瓷涂层的反应过程与机理。结果表明,在喷涂过程中喷涂团聚颗粒各组元间、各组元与环境间存在多种反应的竞争,团聚颗粒飞行距离不同,反应得到的产物不同。喷涂的最佳距离为180mm,此处获得的球形粒子(陶瓷液滴)数量最多,团聚粉熔融最充分,获得的球形陶瓷液滴数量最多,形成的目标产物最理想。陶瓷液滴的形成始于钛粉的熔化,并通过扩散和毛细管作用向B4C和C颗粒渗透和浸润,经过自蔓延反应能量积累,最后SHS爆燃完成。当陶瓷液滴遇水淬熄后将以柱状方式结晶成毛线团状,可以用熔渣正规离子溶液模型描述液滴的结构。

TiC-TiB_2复相陶瓷的氧化行为研究

对自蔓延高温合成法制备的TiC-TiB2复相陶瓷的氧化行为及机理进行了研究.结果表明:在低于1000℃范围内,随氧化温度和时间的增加,氧化增重符合抛物线规律;在600℃时,TiB2首先被氧化成TiO2,在1000℃时TiB2、TiC均被氧化成TiO2,表面形成致密的TiO2氧化膜,阻止内部继续发生氧化,这表明该材料具有较好的高温抗氧化能力.

TiC-TiB_2复相陶瓷的自蔓延高温合成研究

以Ti、B和C粉末为原料 ,采用SHS/PHIP工艺制备了不同组份的TiC TiB2 复相陶瓷 ,通过试验研究了复相陶瓷的微观结构特征和力学性能。结果表明 ,SHS反应产物纯净 ,TiC TiB2 复相陶瓷中只有TiC和TiB2两相存在 ;随着TiB2 含量的增加 ,复相陶瓷中TiC颗粒尺寸变小 ,而TiB2 颗粒有异常长大现象 ;TiC TiB2 复相陶瓷的相对密度、硬度和横向断裂强度均随TiB2 含量的增加呈先增后减趋势 ;当TiB2 与TiC的重量比为 6 0 %时 ,该复相陶瓷的横向断裂强度和断裂韧度分别为 5 76MPa和 5 4 5MPa·m1 / 2 ,而相对密度达到 99 4 %。

SHS工艺制备TiC-TiB_2/Cu-Ni复合材料的性能

以Ti和B4C粉末为主要原料,以金属Cu、Ni为粘结剂,利用SHS/PHIP工艺制备了TiC-TiB2/Cu-Ni系复合材料,通过实验研究了该系列复合材料的微观结构特征和力学性能.结果表明,TiC-TiB2/Cu-Ni系复合材料中只有TiC、TiB2、及Cu(Ni)相存在;随着金属含量的增加,燃烧温度下降,颗粒尺寸变小;由于Ni的加入改善了陶瓷/金属的浸润性,双掺Cu-Ni的TiC-TiB2陶瓷基复合材料力学性能最高,其相对密度为98.5％、断裂韧性最高值达到11.6 MPa·m1/2.

预氧化对TiC-TiB_2/MoSi_2复合材料低温氧化行为的影响

研究了20vol%TiC-TiB2/MoSi2复合材料和高温预氧化处理后材料在500℃的低温氧化行为。结果表明,该复合材料在500℃的氧化动力学基本呈线性关系,氧化240h后增重1.67mg.cm-2,表面生成的氧化层呈疏松多孔并出现"粉化"现象;1200℃预氧化处理的材料在500℃氧化240h后仅增重0.062mg.cm-2,没有出现"粉化"现象;预氧化处理后的材料表面形成致密的TiO2和SiO2复合保护膜提高了复合材料的低温抗氧化能力。

共沉淀法制备ZrO_2-Al_2O_3纳米复合氧化物的物相表征

用Al(NO3)3和ZrO(NO3)2混合溶液,加氨水共沉淀制备了一系列Al2O3含量由低到高的ZrO2-Al2O3复合氧化物,用XRD、XPS、BET等实验手段对其进行了表征.结果表明,随着一种组分含量由低到高,其主要存在形式按形成固溶体-表面单层分散-析出单独晶相的规律变化,而一种组分的加入均使另一种组分的XRD衍射峰明显宽化,晶粒变细;复合氧化物的比表面明显大于两种组分纯样品比表面的简单加和.实验表明体系中两种组分存在相互表面单层分散,即在一定的相对含量范围内,该体系的任一组分的微晶固溶体都既接受另一组分在其表面上的单层分散,同时也在另一组分的微晶固溶体表面上单层分散.相互单层分散和固溶体的生成都可能使高温焙烧时微晶的增大受到抑制,从而维持了样品的高比表面.

碳/碳复合材料表面MoSi_2-SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制

对ＭｏＳｉ２－ＳｉＣ复相陶瓷涂层的显微形貌、相组成及成分进行了观察与分析，考察并研究了有涂层的碳／碳复合材料在１６５０℃以下温度的等温氧化性能，以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响，阐明了涂层的抗氧化过程及机理，并进一步提出了合理的涂层结构．结果表明。